多關(guān)節(jié)機(jī)器人嵌入式控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、多關(guān)節(jié)機(jī)器人在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用并將繼續(xù)被應(yīng)用于更多行業(yè)，以代替人來(lái)做負(fù)重、危險(xiǎn)和重復(fù)的工作。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，機(jī)器人控制系統(tǒng)正在向開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和小型化發(fā)展。本文所述的研究工作主要是一種適用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人的開(kāi)放式、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用和低成本的多關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。具體如下。
　　首先，分析了多關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，確定了以嵌入式器件DSP、FPGA和ARM為核心的架構(gòu)，以四關(guān)節(jié)機(jī)器人為例，建立

2、了其D-H模型，分析了機(jī)器人正向和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解過(guò)程。
　　然后完成了多關(guān)節(jié)機(jī)器人綜合控制器的硬軟件系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)要求確定各個(gè)模塊的核心芯片型號(hào)，并設(shè)計(jì)了核心芯片電路和外圍電路。各模塊之間通信采用串行接口，與外部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行通信。軟件包括運(yùn)動(dòng)控制和人機(jī)交互兩個(gè)部分。其中運(yùn)動(dòng)控制程序利用C語(yǔ)言編寫，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和邏輯控制，具體包括示教程序解釋、參數(shù)設(shè)置、三維空間直線和圓弧插補(bǔ)，加減速控制等功能。在ARM平臺(tái)上編寫了的LCD觸

3、摸屏的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人狀態(tài)顯示和示教編程功能。此外，針對(duì)傳統(tǒng)示教方法的不足提出了一種利用智能手機(jī)以直觀交互方式進(jìn)行示教的方法。編寫了基于Android平臺(tái)的應(yīng)用程序，通過(guò)手勢(shì)和語(yǔ)音等自然交互方式，實(shí)現(xiàn)了更加直觀的示教編程方法，簡(jiǎn)化了機(jī)器人的示教編程過(guò)程，增加了控制系統(tǒng)的易用性。
　　最后，針對(duì)一臺(tái)四關(guān)節(jié)SCARA機(jī)器人搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)機(jī)器人綜合控制器在平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。闡述了控制過(guò)程和通過(guò)直觀人機(jī)交互進(jìn)行的示教